专利名称：节能灯荧光粉厚度和均匀性测定仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及节能灯，特别是一种节能灯荧光粉厚度和均勻性测定仪，主要适用于各种形状的节能灯内壁荧光粉涂层的厚度和均勻性检测。
背景技术：
随着人们对节能环保的日渐重视和对生活品质的追求，节能灯以其高发光效率、 宽使用电压、长使用寿命、好显色性能等诸多优点，正逐渐取代白炽灯，广泛应用于各种不同的照明场合。节能灯所用的关键材料之一是荧光粉，荧光粉涂层的厚度存在一个最佳的范围，在此范围内可提供最大的可见光输出量，且荧光粉分布的均勻性将直接影响到节能灯的发光效果，所以解决节能灯管荧光粉的厚度和均勻性测试问题，对提高节能灯的发光效率和质量有着重要的作用。在先技术中也存在一种荧光管粉层厚度及面发光度测定仪(参见实用新型专利 “荧光管粉层厚度及面发光度测定仪”，实用新型专利号ZL93230761)，该检测仪有一个放大器及读数表，在其顶部装一个屏蔽定位导管，并在导管中心部分装有光电探测器，在它下方装有测厚光源、放大器及读数表，它是利用光电方法实现荧光涂层厚度及均勻性检测。该实用新型具有一定的优点，但是仍然存在着不足导管虽然能解决灯管的固定问题，但同时也限定了该检测仪只能测量直线性灯管，而无法测量其它异性(如U型、螺旋型)灯管 ’仅能人为随机抽取灯管上几个点进行测量，无法精确而全面的获得整根灯管上不同位置的荧光粉分布情况；测量数据通过人为观察指针式读数表获得，不仅容易出错，而且不利于数据的数字化存档和分析。
发明内容
本发明的目的在于克服了上述在先技术的不足，提供一种节能灯荧光粉厚度和均勻性测量装置，该装置对节能灯荧光粉厚度和均勻性进行自动化的、定量的测量。本发明的技术解决方案如下一种节能灯荧光粉厚度和均勻性测量装置，其特点在于该装置由计算机、多功能数据卡、前置放大器、测量光探测器、参考光探测器、转台、转台驱动器、激光光源、半透半反射镜、反射镜、待测灯管组成，上述元部件的位置关系如下所述的计算机与多功能数据卡相连，并通过多功能数据卡分别与所述的前置放大器、转台驱动器、激光光源相连；所述的待测灯管被装夹在所述的转台的旋转部分上，随转台转动，所述的反射镜和测量光探测器均固定于转台的固定部分或所述的待测灯管被装夹在所述的转台的固定部分上，所述的反射镜和测量光探测器均固定于转台的旋转部分上， 随转台转动；所述的激光光源发出的光束与半透半反射镜成45°夹角，参考光探测器位于该半透半反镜的透射方向，用于探测透射的参考光强；所述的反射镜位于所述的半透半反镜的正上方和待测灯管之内，所述的测量光探测器位于待测灯管的外侧，且紧贴灯管，经所述的反射镜反射的激光透过待测灯管管壁后被测量光探测器接收；所述的测量光探测器和参考光探测器分别将透过待测灯管管壁光强和参考光强转换为电信号，之后经前置放大器放大、多功能数据卡AD转换为数字信号，被计算机分析和处理。所述多功能数据卡为PCI、USB或其它计算机接口的具有AD转换功能板卡。所述测量光探测器、参考光探测器为PIN管、光电池或光电倍增管。所述激光光源为半导体激光器、气体激光器或固体激光器。本发明的技术效果如下本发明提供了一种节能灯荧光粉厚度和均勻性测定仪，成功实现了对直线型、U 型、螺旋型和其它各种异型灯管的荧光粉均勻性的测量，能全面测量灯管在不同截面360° 范围内荧光粉均勻性变化情况，同时具有设计合理、结构简单、实现所用费用低、使用操作便利等诸多优点，尤其适用于节能灯生产厂家，据此装置测量的数据，改进生产工艺，使荧光粉的分布趋于理论最佳值，进而提高节能灯的发光效率，实现节能低碳环保的目的。
图1为本发明的实施例1结构示意图。图2为本发明的实施例2结构示意图。图3为采用本发明测量的一种节能灯管的某个截面的归一化厚度曲线图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。实施例1，图1为本发明的实施例1结构示意图。由图可见，本发明节能灯荧光粉厚度和均勻性测量装置，由计算机1、多功能数据卡2、前置放大器3、测量光探测器4、参考光探测器11、转台9、转台驱动器6、激光光源7、半透半反射镜8、反射镜10、待测灯管5组成，上述元部件的位置关系如下所述的计算机1与多功能数据卡2相连，并通过多功能数据卡2分别与所述的前置放大器3、转台驱动器6、激光光源7相连；待测灯管5被装夹在所述的转台9的旋转部分上，随转台转动；所述的反射镜10和测量光探测器4均固定于转台9的固定部分，所述的激光光源7发出的光束与半透半反射镜8成45°夹角，参考光探测器11位于该半透半反镜8 的透射方向，用于探测透射的参考光强；所述的反射镜10位于所述的半透半反镜8的反射光方向和待测灯管5之内，所述的测量光探测器4位于待测灯管5的外侧，且紧贴灯管，经所述的反射镜10反射的激光透过待测灯管5的管壁后被测量光探测器4接收；所述的反射镜10和测量光探测器4均固定于旋转台9的固定部分上，不随转台转动，所述的测量光探测器4和参考光探测器11分别将透过待测灯管管壁光强和参考光强转换为电信号，之后经前置放大器3放大、多功能数据卡2AD转换为数字信号，由所述的计算机1分析和处理。所述的反射镜10和光电探测器4固定在旋转转台9的固定部分上，并不随转台9 转动；而待测灯管的5被装夹在旋转转台9的转动部分上，可随转台9 360°转动。激光光源7为675nm波长的红光半导体激光器；半透半反镜的上镀有反射率 80%，透过率20%的反射膜；反射镜10是由一个端面被切割成与轴线45°夹角、并镀有反射膜层玻璃棒制成；旋转台9的中心有开孔，激光经半透半反镜反射后经中心开孔射向反射镜10，该反射镜10使激光束从待测灯管5内侧射出；待测灯管5是从节能灯管上切割下来的一部分，其长度由灯管的曲率半径决定，以反射镜10的上端不会碰到待测灯管5的内壁为基本原则。本发明的工作过程是如下先测量一组标定数据。在与待测灯管厚度一致的多块平板玻璃上分别均勻涂抹一层不同厚度的荧光粉作为标样，用其它仪器(如台阶仪)测量各块标样的荧光粉厚度，并用本发明装置分别测量各标样的透射率数据，以此获得荧光粉厚度 透射率变化曲线，据此曲线，之后仅需测量透射率即可获知荧光粉的具体厚度。倘若仅需测量荧光粉的分布情况而无需获知具体厚度， 则可省略本步骤，仅测量灯管的透射率分布即可。测量灯管的透射率分布。将待测试的已涂好荧光粉的整根节能灯管切割成适当长度的小段，并顺序编号， 按顺序逐段进行测试，将测试结果汇总，即可获得整根节能灯上荧光粉的分布情况。对每一小段灯管测试的过程如下将待测灯管5装夹在测试台上，计算机1开启激光光源7，并控制转台9带动待测灯管5勻速转动，同时通过多功能数据卡2记录测量光探测器4和参考光探测器11所接收的光强信号，如此可获得该小段待测灯管内壁上某一截面上360°范围内荧光粉的分布情况；改变待测灯管的夹持位置，同样可获得另一截面的相关光强数据。将透过荧光粉测量的光强对参考光强归一化，得到透射率分布变化，如此消除了由于激光功率不稳定所带来的影响，可显著提高测量精度。实施例2，图2为本发明的实施例2结构示意图。实施例2与实施例1不同的是测量光探测器4和反射镜10被固定在旋转转台9的旋转部分上，测试过程中待测灯管5保持不动。其测试原理和操作过程与实施例1完全相同。相对于实施例1，本实施例中无需中间开孔的旋转转台，成本更低，但在旋转过程中仍然要保持电路和光路的连接，存在一定不便。图3为采用本发明测量的一种节能灯管的某个截面的归一化厚度曲线图。本发明提供了一种节能灯荧光粉厚度和均勻性测定仪，成功实现了对直线型、U 型、螺旋型和其它各种异型灯管的荧光粉均勻性的测量，能全面测量灯管在不同截面360° 范围内荧光粉均勻性变化情况，同时具有设计合理、结构简单、实现所用费用低、使用操作便利等诸多优点，尤其适用于节能灯生产厂家，据此装置测量的数据，改进生产工艺，使荧光粉的分布趋于理论最佳值，进而提高节能灯的发光效率，实现节能低碳环保的目的。
权利要求
1.一种节能灯荧光粉厚度和均勻性测量装置，其特征在于该装置由计算机(1)、多功能数据卡O)、前置放大器(3)、测量光探测器G)、参考光探测器(11)、转台(9)、转台驱动器(6)、激光光源(7)、半透半反射镜(8)、反射镜(10)、待测灯管( 组成，上述元部件的位置关系如下所述的计算机(1)与多功能数据卡(2)相连，并通过多功能数据卡(2)分别与所述的前置放大器( 、转台驱动器(6)、激光光源(7)相连；所述的待测灯管( 被装夹在所述的转台(9)的旋转部分上，随转台转动，所述的反射镜(10)和测量光探测器(4)均固定于转台(9)的固定部分或所述的待测灯管( 被装夹在所述的转台(9)的固定部分上，所述的反射镜(10)和测量光探测器(4)均固定于转台(9)的旋转部分上，随转台转动；所述的激光光源(7)发出的光束与半透半反射镜(8)成45°夹角，参考光探测器(11)位于该半透半反镜(8)的透射方向，用于探测透射的参考光强；所述的反射镜(10)位于所述的半透半反镜(8)的正上方和待测灯管( 之内，所述的测量光探测器(4)位于待测灯管(5)的外侧， 且紧贴灯管，经所述的反射镜(10)反射的激光透过待测灯管管壁后被测量光探测器(4)接收；所述的测量光探测器⑷和参考光探测器(11)分别将透过待测灯管管壁光强和参考光强转换为电信号，之后经前置放大器C3)放大、多功能数据卡( AD转换为数字信号，被计算机(1)分析和处理。
2.根据权利要求1所述的节能灯荧光粉厚度和均勻性测量装置，其特征在于所述多功能数据卡O)为PCI、USB或其它计算机接口的具有AD转换功能板卡。
3.根据权利要求1所述的节能灯荧光粉厚度和均勻性测量装置，其特征在于所述测量光探测器、参考光探测器为PIN管、光电池或光电倍增管。
4.根据权利要求1所述的节能灯荧光粉厚度和均勻性测量装置，其特征在于所述激光光源为半导体激光器、气体激光器或固体激光器。
全文摘要
一种节能灯管内壁荧光粉均匀性测量装置，其特征在于它由计算机、多功能数据卡、前置放大器、测量光探测器、参考光探测器、旋转转台、转台驱动器、激光光源、半透半反射镜、待测灯管组成。其中待测灯管被装夹在由计算机控制的可360°范围内旋转的转台上，激光光源发出的激光一部分被半透反射镜反射后透过荧光粉涂层从灯管内侧射出，并被测量光探测器接收，另一部分透过半透半反镜照射在参考光探测器上。本发明结构简单，自动化程度高，能精确而全面测量各种不同形状的节能灯管荧光粉涂层的厚度和均匀性。
文档编号G01B11/06GK102183207SQ20111004285
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者徐文东, 焦佳, 范永涛, 赵成强, 郝春宁 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所